A.S.P Jurnal Volume 1 Nomor 1, Mei 2012 PENINGKATAN NILAI CBR AKIBAT PEMERAMAN PADA TANAH LEMPUNG DENGAN PENAMBAHAN CORNICE ADHESIVE Aazokhi Waruwu*) Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Medan, Jalan Gedung Arca No. 52, Telp (061) 7363771, Fax (061) 7347954, Medan, 20217, Indonesia, Email :
[email protected] *)
Korespondensi, HP : 081362098080, e-mail :
[email protected] ABSTRAK
Tanah mempunyai peranan yang sangat penting dalam suatu bidang pekerjaan konstruksi. Tanah yang dijumpai di lapangan sangat bervariasi dan kualitasnya tidak selalu memenuhi persyaratan yang ditentukan untuk suatu konstruksi bangunan di atasnya. Penelitian ini mencoba menganalisa besarnya pengaruh pemeraman pada tanah lempung dengan tambahan Cornice Adhesive terhadap nilai CBR. Penelitian dilakukan pada kondisi tanah asli dan setelah distabilisasi dengan kadar pencampuran Cornice Adhesive sebesar 3%, 6%, 9%, 12% dan 15% dengan waktu pemeraman yang ditentukan antara 0 hari, 1 hari, 4 hari, 7 hari, dan 14 hari. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian CBR yang mengalami proses pemeraman. Hasil CBR yang dilakukan dengan penambahn kadar Cornice Adhesive serta adanya variasi waktu pemeraman yang telah ditentukan dapat meningkatkan nilai CBR. Peningkatan nilai CBR terjadi seiring bertambahnya waktu pemeraman akibat penambahan Cornice Adhesive. Peningkatan pada nilai CBR terjadi secara signifikan setelah penambahan 6% Cornice Adhesive, pada penambahan 9% Cornice Adhesive peningkatan nilai CBR sudah cukup baik tetapi lama waktu pemeramannya tidak mempengaruhi peningkatan nilai CBR, sedangkan pada penambahan 12% dan 15% Cornice Adhesive, serta lamanya waktu pemeraman dapat mempengaruhi peningkatan nilai CBR yang baik. Kata Kunci : Waktu Pemeraman, CBR, Cornice Adhesive.
PENDAHULUAN Menurut (Bowles, 1984), lempung adalah deposit yang mempunyai partikel berukuran 0,002 mm atau lebih kecil dari itu dalam jumlah lebih dari 50%. Menurut Mitchell, 1976) lempung didefinisikan sebagai partikel tanah yang berukuran < 2 mm, sedangkan ASTM memberikan batas bahwa secara fisik ukuran lempung adalah yang lolos saringan No.200. Lempung terdiri dari partikel mikroskopis dan sub-mikroskopis yang berbentuk lempengan-lempengan pipih dan merupakan partikel-partikel dari mika, mineral-mineral lempung (clay minerals), dan mineral-mineral yang sangat halus lainnya. Mineralogi adalah faktor pengendali utama terhadap ukuran, bentuk, sifat fisis, mekanis dan kimia dari partikel tanah ( Mitchell, 1976 ). Untuk jenis lempung tidak cukup hanya dilihat dari ukuran butirannya saja tetapi perlu diketahui mineral yang terkandung didalamnya. Sebagai contoh partikel quartz dan feldspar, meskipun terdiri dari partikel-partikel yang sangat kecil namun tidak bisa disebut tanah lempung karena umumnya partikel-partikel tersebut tidak dapat menyebabkan terjadinya sifat plastis dari tanah. Sifat fisis dan mekanis tanah lempung dikendalikan oleh kelompok mineral yang mendominasi tanah tersebut. Konsistensi dari tanah lempung dan tanah kohesif lainnya sangat dipengaruhi oleh kadar air. Indeks plastisitas dan batas cair dapat digunakan untuk menentukan karateristik pengembangan. Karakteristik pengembangan hanya dapat diperkirakan dengan menggunakan indeks plastisitas, ( Holtz dan Gibbs, 1962 ). Beberapa karakteristik tanah lempung mengembang yang diteliti oleh N. K. Ameta, D.G. M. Purohit, A. S. Wayal, (2008), dapat diperlihatkan pada Tabel 1.
1
A.S.P Jurnal Volume 1 Nomor 1, Mei 2012 Tabel 1. Karakteristik tanah lempung mengembang (N. K. Ameta, D.G. M. Purohit, A. S. Wayal, 2008)
Menurut Desiani (2003) mengindentifikasi komposisi kimia dan komposisi mineral pada pengujian di Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral Bandung bahwa kandungan utama dari deposit tanah lempung P.Rimau terdiri dari silika ( 59,44%) dan alumina (16,06%) yang memungkinkan terjadinya sementasi. Pada suatu lokasi konstruksi, tanah mempunyai peranan yang sangat penting karena tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan atau bahan konstruksi dari bangunan itu sendiri seperti tanggul, jalan raya, dan yang lainnya. Kondisi tanah disetiap tempat sangatlah berbeda karena tanah secara alamiah merupakan material yang sangat rumit dan sangat bervariasi. Apabila suatu tanah yang terdapat dilapangan bersifat sangat lepas atau sangat lunak sehingga tidak sesuai untuk suatu pembangunan maka tanah tersebut sebaiknya distabilisasi. Studi penelitian mengenai stabilisasi pada tanah lempung telah banyak dilakukan sebelumnya sebagai usaha untuk melakukan perbaikan pada tanah. Pada penelitian ini tanah yang dipakai adalah Tanah Lempung merupakan tanah yang bersifat kohesif, yang mana daya dukung tanahnya sangat rendah dan sensitif terhadap perubahan kadar air sehingga tanah bersifat labil. Pada Gambar 1. Hasil penelitian K. Mallikarjuna Rao and G. V. Rama Subba Rao, (2008) memperlihatkan pengaruh penambahan abu batu bara pada beberapa jenis tanah, terjadi peningkatan berat volume kering maksimum pada 5 % sampai 20 % abu batu bara, bahkan pada jenis tanah 4 terlihat peningkatan sampai pada 40% abu batu bara, akan tetapi untuk jenis tanah tertentu, peningkatan berat volume kering relatif kecil bahkan terjadi penurunan di atas 5% abu batu bara. Pada penelitian ini campuran Cornice Adhesive ditentukan kadar campurannya terhadap tanah lempung dengan variasi penambahan campuran adalah 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, dan 15%. Serta waktu pemeraman yang ditentukan yaitu 0 hari, 1 hari, 4 hari, 7 hari dan 14 hari. untuk mengetahui sejauh mana efektifitas waktu pemeraman akibat penambahan Cornice Adhesive guna meningkatkan nilai CBR tanah lempung dan menetukan CBR design nya. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pemeraman akibat 2
A.S.P Jurnal Volume 1 Nomor 1, Mei 2012 penambahan Cornice Adhesive terhadap sifat fisis tanah lempung dan nilai CBR, yang optimal sebagai perbaikan pondasi tanah dasar.
Gambar 1. Berat volume kering maksimum dari tanah dengan penambahan abu batu bara.
METODE PENELITIAN Standart Penelitian Penelitian Laboratorium ini dimaksudkan untuk mengetahui persentase penambahan Cornice Adhesive dan variasi pemeramanya. Semua pengujian ini dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil Institut Teknologi Medan (ITM). Jenis Percobaan yang dilakukan menurut Standart ASTM dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Jenis Percobaan yang dilakukan menurut Standart ASTM No Jenis Percobaan No. Standart ASTM 1 Specific Gravity (GS) D 854 – 72 2 Atterberg Limit : D 4318 – 83 3 Liquid Limit D 423 – 66 4 D 424 – 74 Plastic Limit 5 Shrinkage Limit D 424 – 74 6 Analisa Saringan (Sieve Analysis) C 136 – 46 7 Compaction Test D 3441 – 86 8 CBR Test D 1883 - 87 Bahan dan Peralatan Bahan penelitian ini diambil dari tanah lempung Melati II Perbaungan Deli Serdang Berdage dan cornice adhesive dari toko bangunan gipsum di Medan. Pekerjaan lapangan yang dilakukan adalah pengambilan sampel tanah. sampel tanah yang diambil meliputi tanah terganggu (disturb soil), dan tanah tidak terganggu (undisturb soil). Akan tetapi dalam penelitian ini cukup dengan pengambilan sample dengan cara disturb soil (tanah terganggu). Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat untuk batas konsistensi, uji pemadatan (proctor modified) dan CBR pemeraman di Laboratorium Mekanika Tanah Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Medan yang telah sesuai dengan Standarisasi American Society for Testing Material (ASTM). Persiapan Penelitian Untuk pelaksanaan penelitian dilakukan beberapa tahapan yaitu : pembuatan proposal, pengumpulan informasi, dan studi pendahuluan, pengambilan benda uji di lapangan, 3
A.S.P Jurnal Volume 1 Nomor 1, Mei 2012 persiapan bahan stabilisasi, persiapan di laboratorium, konsultasi dengan dosen pembimbing, merupakan rangkaian awal dalam pekerjaan persiapan di laboratorium. Sample tanah yang diambil tidak perlu adanya usaha yang dilakukan untuk melindungi sifat dari tanah tersebut. Sample tanah digunakan untuk pengujian analisa granuler, batasbatas konsistensi, pemadatan (compaction), CBR pemeraman. Pengambilan sample tanah terganggu (disturb) cukup dimasukkan kedalam plastik atau pembungkus lainnya. Pekerjaan Laboratorium Pengujian dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Jurusan Teknik Sipil, Institut Teknologi Medan. Beberapa pengujian yang dilakukan : 1. Pengujian sifat fisik (berat jenis, batas konsistensi, dan analisa saringan). 2. Pengujian sifat mekanik tanah (Compaction test, CBR pemeraman). Sampel Uji Dalam penelitian ini sample uji terdiri dari masing-masing material asli dan campuran yang dibuat berdasarkan variasi penambahan Cornice Adhesive sebagai bahan adiktifnya yang jumlah penambahannya 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, dan 15%, dengan variasi waktu pemeraman yang ditentukan lamanya yaitu : 0 hari, 1 hari, 4 hari, 7 hari, dan 14 hari. Proses Pemeraman Proses pemeraman sampel dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah, Institut Teknologi Medan. Tanah lempung yang telah dicampur dengan Cornice Adhesive dengan penambahan kadar air optimum diaduk sampai tidak terjadi penggumpalan saat diremas dengan tangan kemudian dimasukkan kedalam plastik dan diikat agar udara tidak masuk. Hal ini dilakukan supaya pencampuran kadar air optimum dengan penambahan Cornice Adhesive merata disemua partikel tanah. Hal tersebut dilakukan sebelum uji CBR dilaksanakan. Pengujian Sampel Dalam penelitian ini pengujian dilakukan di laboratorium Mekanika Tanah, Teknik Sipil, Institut Teknologi Medan. Pengujian yang dilakukan yaitu pengujian untuk tanah asli dan tanah yang distabilisasi. Pengujian tanah asli yang dilakukan yaitu pengujian berat jenis, batas-batas konsistensi (batas cair, plastis, susut), analisa saringan, compaction, dan uji CBR. Sedangkan tanah yang telah distabilisasi untuk tiap variasi campuran dilakukan pengujian batas-batas konsistensi (batas cair, plastis, susut), berat jenis, compaction, dan uji CBR. Pengujian yang melakukan proses pemeraman hanya pada uji CBR dengan waktu pemeraman 0, 1, 4, 7 dan 14 hari. HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Pada Tanah Asli Dari hasil pengujian tanah asli yang telah dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Institut Teknologi Medan, maka sifat-sifat fisis dari tanah lempung yang mana hasilnya disajikan pada Tabel3 sebagai berikut : Tabel 3. Hasil Pengujian Tanah Asli di Laboratorium No Sifat Fisis/Mekanis Hasil Satuan 1 Berat Jenis 2,78 Gs 2 Batas Plastis 27,817 % 3 Batas Susut 44,45 % 4 Batas Cair 65,05 % 5 Indeks Plastisitas 37,233 % 4
A.S.P Jurnal Volume 1 Nomor 1, Mei 2012 Hasil Pengujian Pemadatan Hasil uji pemadatan di laboratorium dengan metode standar proctor pada tanah asli diperoleh kadar air optimum 24,36% dan berat isi kering 1,30 gr/cm³ seperti Gambar 2.
Gambar 2. Hasil Uji Pemadatan Pada Tanah Asli Hasil Pengujian CBR Laboratorium Pada Tanah Asli Pengujian CBR di laboratprium dilakukan sebagai design nilai CBR dari material yang akan digunakan sebagai bahan lapisan pondasi bawah (sub base) dilapangan. Tabel 4 hasil uji CBR yang diperam dengan waktu bervariasi antara 0 hari, 1 hari, 4 hari, 7 hari, dan 14 hari dengan kadar air optimum yang diperoleh dari hasil uji compaction dan dipadatkan pada kondisi 5 lapis x 10 pukulan, 5 lapis x 25 pukulan, 5 lapis x 56 pukulan. Dari hasil CBR tanah asli pada Tabel 3 dapat dilihat bahwa variasi waktu pemeraman yang diberikan pada tanah asli mempengaruhi nilai CBR yang diperoleh. Dapat disimpulkan bahwa lamanya waktu pemeraman pada tanah asli dapat meningkatkan nilai CBR. Pengaruh Penambahan Cornice Adhesive Terhadap Pemadatan Dari hasil pengujian pemadatan terhadap penambahan cornice adhesive diperoleh kadar air optimum dan berat isi kering. Dari Gambar 2 dapat diketahui untuk cornice adhesive dengan 3% berkurang 2,01%, untuk 6% berkurang 0,35%, untuk 9% berkurang 2,3%, untuk 12% berkurang 3,9%, dan untuk 15% berkurang 2,6%. Jadi dapat disimpulkan bahwa setiap pertambahan cornice adhesive dapat menurunkan kadar air optimum. Tabel 4. Hasil Pengujian CBR Pada Tanah Asli Komposisi Campuran
Tanah Lempung Asli
Waktu Pemeraman (Hari)
CBR 10 x pkln (%)
CBR 25 x pkln (%)
CBR 56 x pkln (%)
0
0,3
0,56
1,57
1
0,37
0,63
1,7
4
0,43
0,73
2,17
7
0,5
0,93
2,67
14
0,57
1,07
3
Pengaruh Penambahan Cornice Adhesive Terhadap Nilai CBR Setelah Mengalami Proses Pemeraman Seperti terlihat pada Gambar 4. didapat untuk penambahan 6% cornice adhesive tanpa pemeraman tidak menunjukan peningkatan nilai CBR yang berarti dan masih lebih kecil dari syarat minimum nilai CBR untuk tanah dasar ( 5% ). Akan tetapi setelah penambahan 6% Cornice Adhesive pemeraman peningkatan nilai CBR sangat signifikan. Pada penambahan 9% Cornice Adhesive peningkatan nilai CBR sudah cukup baik tetapi lama waktu pemeramannya tidak mempengaruhi peningkatan nilai CBR, sedangkan pada penambahan 12% dan 15% 5
A.S.P Jurnal Volume 1 Nomor 1, Mei 2012 Cornice Adhesive, serta lamanya waktu pemeraman dapat mempengaruhi peningkatan nilai CBR yang baik dan memenuhi syarat sebagai tanah dasar.
Gambar 3. Kurva Gabungan Hasil Uji Pemadatan Hubungan Pengaruh Pemeraman Terhadap Nilai CBR Desain Akibat Penambahan cornice adhesive Untuk variasi waktu pemeraman pada pengujian CBR Desain baik pada tanah asli maupun yang sudah distabilisasi dengan cornice adhesive diperoleh nilai CBR Desain pada masing-masing waktu pemeraman, Dari Gambar 5. pemeraman 14 hari dengan kadar cornice adhesive 0%, 3%, 6%, 9%, 12%, dan 15% dapat diperhatikan adanya garis variasi beban yang dipikul terlihat titik-titik yang mengalami kenaikan. Hal ini disebabkan pada saat pemeraman tidak terjadinya penguapan sehingga hasil yang diperoleh optimal. Pada saat waktu pemeraman 14 hari dengan penambahan 15% cornice adhesive dapat dilihat bahwa garis grafiknya lebih tinggi dari penambahan cornice adhesive yang lain karena beban yang dipikulnya lebih besar daripada yang lainnya.
Gambar 4. Pengaruh Penambahan Cornice Adhesive Terhadap Nilai CBR Desain
Waktu Pemeraman ( Hari )
Gambar 5. Hubungan Pengaruh Pemeraman Akibat Penambahan cornice adhesive Terhadap Nilai CBR Desain. 6
A.S.P Jurnal Volume 1 Nomor 1, Mei 2012 KESIMPULAN Dari hasil penelitian tanah lempung daerah Melati, Perbaungan, Serdang Bedagai, Sumatra Utara yang kemudian dianalisa dan di diskusikan dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu : 1. Tanah lempung mempunyai indeks plastisitas sebesar 37,23%. Menurut Unified Soil Classification System (USCS), tanah asli ini termasuk tanah kelompok CH yaitu Lempung anorganik dengan plastis tinggi (high plasticity clay), sedangkan menurut American of State Highway and Transportation Official (AASHTO) tanah tersebut dalam kelompok A7-6, merupakan tanah berlempung yang tidak baik atau buruk apabila digunakan sebagai dasar pondasi. 2. Pada uji batas-batas konsistensi dengan stabilisasi cornice adhesive tanpa proses pemeraman diperoleh nilai IP dari 37,233 menjadi 6,272%, PL dari 27,817% menjadi 33,718%, LL dari 65,05% menjadi 39,99%, sementara nilai Gs untuk cornice adhesive yaitu 1,67 dan untuk tanah asli dan penambahan cornice adhesive 3%,6%,9%,12%,15% nilai Gs terjadi penurunan dari 2,78 menjadi 2,11. 3. Pada pengujian CBR yang dilakukan dengan penambahan kadar cornice adhesive serta adanya variasi waktu pemeraman yang telah ditentukan dapat meningkatkan nilai CBR dan CBR Desain. Peningkatan nilai CBR dan CBR Desain terjadi seiring dengan bertambahnya waktu pemeraman akibat penambahan cornice adhesive. Peningkatan CBR Desain yang terjadi secara signifikan setelah penambahan 6% cornice adhesive. Pada penambahan 9% Cornice Adhesive peningkatan nilai CBR sudah cukup baik yaitu 5,58,1% tetapi lama waktu pemeramannya tidak mempengaruhi peningkatan nilai CBR, sedangkan pada penambahan 12% dan 15% Cornice Adhesive, serta lamanya waktu pemeraman dapat mempengaruhi peningkatan nilai CBR yang baik yaitu 11,8-20 %. DAFTAR PUSTAKA Anagnostopoulos C.A. dan Chatziangelou M, (2008), “Compressive Strength of Cement Stabilized Soils. A New Statistical Model”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering (EJGE). Ameta N. K., Purohit D.G. M., Wayal A. S., (2007), “Characteristics, Problems and Remedies of Expansive Soils of Rajasthan, India”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering (EJGE). Desiani A., (2003), “Stabilisasi Lempung Lunak P. Rimau (Sumsel) Menggunakan Semen Dan Bahan Kimia”, Jurnal Teknik Sipil, Universitas Kristen Maranatha, Bandung. K. Mallikarjuna Rao and G. V. Rama Subba Rao, (2008), “Influence of Fly Ash on Compaction Characteristics of Expansive Soils Using 22 Factorial Experimentation”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering (EJGE). Pradip D. Jadhao and P. B. Nagarnaik (2008), “Influence of Polypropylene Fibers on Engineering Behavior of Soil−Fly Ash Mixtures for Road Construction”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering (EJGE). N. K. Ameta, D.G. M. Purohit, A. S. Wayal, (2008), “Characteristics, Problems and Remedies of Expansive Soils of Rajasthan, India”, Electronic Journal of Geotechnical Engineering (EJGE). Setiawan K., dkk (2003), “Pengaruh Variasi Siklus Pembasahan dan Pengeringan Terhadap Tekanan Pengembangan pada Tanah Ekspansif dengan dan tanpa Penambahan Kapur”, Forum Teknik Sipil, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
7
